什么是ringbuffer
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什么是ringbuffer
嗯,正如名字所说的一样,它是一个环(首尾相接的环),你可以把它用做在不同上下文(线程、协程)间传递数据的buffer。
基本来说,ringbuffer拥有一个固定长度,且每个位置有一个序号,并且是连续的。
随着你不停地填充这个buffer(可能也会有相应的读取),这个序号会一直增长,直到绕过这个环。
一般,ringbuffer都是由数组实现,而由于其在内存上的连续性,因此性能得到了极高的提升。
从数组上看,是这样的,不再是环形。
一般定义的数据结构
type RingBuffer struct{ buffer []interface{} read uint64 //读的位置 write uint64 //写的位置 size uint64 //缓冲区大小 }
几大概念:
read == write 时,缓冲区为空
(write + 1) % size == read, 缓冲区满了
几大困难点
绕回
ringbuffer看上去是一个环,但是实际上是一个数组,写入到数组尾部之后需要绕回到数组首部。但是由于数据包的大小是不定大小,所以到了尾部可能会出现数据分割,包一半在尾部一半在开头,对应的读取的时候数据包一半在尾部,一半在开头需要把它们合并起来。
写入过快,释放覆盖
当写入速度大于读取速度时,新写入数据会与未读数据发生覆盖,这样就有两种决策:覆盖未读数据和丢弃新写入数据。
避免重复读取
由于ringbuffer是通过覆盖写入数据,并不会删除未读数据,所以就通过ringbuffer中的read来判断是否还有未读数据。
重读/重写的需求
假设一个消费场景,消费是耗时的,只有当消费者确认了,这个对象已经被消费掉了,才能被释放掉资源。这时候就需要重读/重写
优点
我们使用 Ring Buffer 这种数据结构,是因为它给我们提供了可靠的消息传递特性。
这个理由就足够了,不过它还有一些其他的优点。
首先,Ring Buffer 比链表要快,因为它是数组,而且有一个容易预测的访问模式。
CPU 高速缓存友好 (CPU-cache-friendly)-数据可以在硬件层面预加载到高速缓存,因此 CPU 不需要经常回到主内存 RAM 里去寻找 Ring Buffer 的下一条数据。
Ring Buffer 是一个数组,你可以预先分配内存,并保持数组元素永远有效。这意味着内存垃圾收集(GC)在这种情况下几乎什么也不用做。此外,也不像链表那样每增加一条数据都要创建对象-当这些数据从链表里删除时,这些对象都要被清理掉。
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